Воздействие радиации на человека
Эффекты воздействия радиации на человека обычно делятся на две категории (рис. 10):
1) Соматические (телесные) - возникающие в организме человека, который подвергался облучению.
2) Генетические - связанные с повреждением генетического аппарата и проявляющиеся в следующем или последующих поколениях: это дети, внуки и более отдаленные потомки человека, подвергшегося облучению.
| Радиационные эффекты облучения человека | |
| Соматические эффекты | Генетические эффекты |
| Лучевая болезнь | Генные мутации |
| Локальные лучевые поражения | Хромосомные аберрации |
| Лейкозы | |
| Опухоли разных органов |
Рис. 10. Радиационные эффекты облучения человека.
Различают пороговые (детерминированные) и стохастические эффекты. Первые возникают когда число клеток, погибших в результате облучения, потерявших способность воспроизводства или нормального функционирования, достигает критического значения, при котором заметно нарушаются функции пораженных органов. Зависимость тяжести нарушения от величины дозы облучения показана в таблице 30.
Таблица 30.
| Воздействие различных доз облучения на человеческий организм | |
| Доза, Гр | Причина и результат воздействия |
| (0.7 - 2) 10-3 | Доза от естественных источников в год |
| 0.05 | Предельно допустимая доза профессионального облучения в год |
| 0.1 | Уровень удвоения вероятности генных мутаций |
| 0.25 | Однократная доза оправданного риска в чрезвычайных обстоятельствах |
| 1.0 | Доза возникновения острой лучевой болезни |
| 3- 5 | Без лечения 50% облученных умирает в течение 1-2 месяцев вследствие нарушения деятельности клеток костного мозга |
| 10 - 50 | Смерть наступает через 1-2 недели вследствие поражений главным образом желудочно кишечного тракта |
| Смерть наступает через несколько часов или дней вследствие повреждения центральной нервной системы |
Хроническое облучение слабее действует на живой организм по сравнению с однократным облучением в той же дозе, что связано с постоянно идущими процессами восстановления радиационных повреждений. Считается, что примерно 90% радиационных повреждений восстанавливается.
Стохастические (вероятностные) эффекты, такие как злокачественные новообразования, генетические нарушения, могут возникать при любых дозах облучения. С увеличением дозы повышается не тяжесть этих эффектов, а вероятность (риск) их появления. Для количественной оценки частоты возможных стохастических эффектов принята консервативная гипотеза о линейной беспороговой зависимости вероятности отдаленных последствий от дозы облучения с коэффициентом риска около 7 *10-2 /Зв. (Таблица 31).
Таблица 31.
| Число случаев на 100 000 человек при индивидуальной дозе облучения 10 мЗв. | ||||
| Категории облучаемых | Смертельные случаи рака | Несмертельные случаи рака | Тяжелые наследуемые эффекты | Суммарный эффект: |
| Работающий персонал | 4.0 | 0.8 | 0.8 | 5.6 |
| Все население * | 5.0 | 1.0 | 1.3 | 7.3 |
* Все население включает не только как правило здоровый работающий персонал, но и критические группы (дети, пожилые люди и т.д.)
Радионуклиды накапливаются в органах неравномерно. В процессе обмена веществ в организме человека они замещают атомы стабильных элементов в различных структурах клеток, биологически активных соединениях, что приводит к высоким локальным дозам. При распаде радионуклида образуются изотопы химических элементов, принадлежащие соседним группам периодической системы, что может привести к разрыву химических связей и перестройке молекул. Эффект радиационного воздействия может проявиться совсем не в том месте, которое подвергалось облучению. Превышение дозы радиации может привести к угнетению иммунной системы организма и сделать его восприимчивым к различным заболеваниям. При облучении повышается также вероятность появления злокачественных опухолей.
В таблице 32 приведены сведения о накоплении некоторых радиоактивных элементов в организме человека.
Организм при поступлении продуктов ядерного деления подвергается длительному, убывающему по интенсивности, облучению.
Наиболее интенсивно облучаются органы, через которые поступили радионуклиды в организм (органы дыхания и пищеварения), а также щитовидная железа и печень. Дозы, поглощенные в них, на 1-3 порядка выше, чем в других органах и тканях. По способности концентрировать всосавшиеся продукты деления основные органы можно расположить в следующий ряд: